Ein Forschungsteam aus Experten aus den Bereichen Gentechnik, Nanotechnologie und Elektrotechnik hat eine drahtlose Technologie demonstriert, mit der bestimmte Gehirnschaltkreise im Gehirn einer Fliege in weniger als einer Sekunde gesteuert werden können. laut einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Natürliche Zutaten.

Wie hacken sie das Gehirn der Fliege?

Das Team unter der Leitung von Neurowissenschaftlern der Rice University in den Vereinigten Staaten schuf zunächst genetisch veränderte Fliegen, die bestimmte wärmeempfindliche Ionenkanäle exprimieren, die, wenn sie aktiviert werden, dazu führen, dass Insekten ihre Flügel ausbreiten.

Als nächstes injizierten die Wissenschaftler dem Gehirn der gehackten Fliege einen Wärmeauslöser: magnetische Eisenoxid-Nanopartikel, die sich in Gegenwart einer magnetischen Ladung schnell erwärmen. Durch das Zünden eines Magnetfelds konnten die Wissenschaftler dann diese Eisenoxid-Nanopartikel und damit die speziellen wärmeempfindlichen Flügel-Ionen erhitzen.

Bei der Analyse des Videos des Experiments stellten die Forscher auch fest, dass das Zeitintervall zwischen der Aktivierung des Elektromagneten und der Entfaltung der Flügel weniger als eine halbe Sekunde betrug.

Die Studie zeigte, dass Fliegen innerhalb einer halben Sekunde, nachdem Menschen einen Knopf gedrückt haben, ihre Flügel ausbreiten.

Entwicklung der direkten Gehirn-Maschine-Kommunikationstechnologie

Wissenschaftler glauben, dass diese Fähigkeit, Zellen präzise zu aktivieren, nützlich sein wird, um das Gehirn zu untersuchen, Gehirnkommunikationstechnologien zu entwickeln, gehirnbezogene Störungen zu behandeln und direkte Kommunikationstechnologien zwischen Gehirn und Maschine zu entwickeln.

„Um das Gehirn zu untersuchen oder neurologische Erkrankungen zu behandeln, sucht die wissenschaftliche Gemeinschaft nach Werkzeugen, die hochpräzise, ​​aber auch minimalinvasiv sind“, sagte Studienautor Jacob Robinson, Professor für Elektrotechnik und Computertechnik an der Rice und Mitglied der Initiative. für Rice Nerve Engineering, in einer Pressemitteilung.

„Die Fernsteuerung bestimmter neuronaler Schaltkreise mithilfe von Magnetfeldern ist der neuronalen Technologie heilig. Unsere Arbeit ist ein wichtiger Schritt in Richtung dieses Ziels, da sie die Geschwindigkeit der magnetischen Fernsteuerung erhöht und sie näher an die natürliche Geschwindigkeit des Gehirns bringt.“

Das Team konzentriert sich auf die Entwicklung von Technologien, die helfen, das Sehvermögen des Menschen wiederherzustellen, selbst wenn seine Augen nicht funktionieren. Ihr Ziel ist es, dies zu tun, indem sie den Teil des Gehirns stimulieren, der mit dem Sehen verbunden ist, um einen Sehsinn in Abwesenheit eines funktionierenden Auges zu vermitteln.

Die Forscher hoffen, dass dieser neue Erfolg mit gentechnisch veränderten Zellen einen Unterschied in Studien zur Funktionsweise des menschlichen Gehirns machen wird.

Kabellose Kopfhörer und Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation.

Robinson ist auch der leitende Forscher des DARPA-finanzierten Projekts MOANA der US-Armee. MOANA, kurz für „Magnetic, Optical, and Acoustic Neural Access“, arbeitet derzeit an der Entwicklung eines drahtlosen Headsets, das auf nicht-chirurgische Weise die Kommunikation zwischen Gehirnen erleichtert.

Wenn alles gut geht, wird das MOANA-Headset in der Lage sein, die Neuronen im Kopf einer Person zu entschlüsseln und die Informationen in den Kopf einer anderen Person herunterzuladen. Robinson sagte jedoch, das Ziel sei noch weit entfernt.

„Um die natürliche Präzision des Gehirns zu erreichen, müssen wir möglicherweise eine Antwort in Hundertstelsekunden erhalten“, fuhr er fort. „Es ist also noch ein langer Weg.“

Herausgegeben von Felipe Espinosa Wang.